镁合金薄带双辊铸轧过程的数值模拟

基于立式薄带双辊铸轧工艺的特点,采用有限元法求解镁合金薄带双辊铸轧过程的三维宏观传输方程,并应用ANSYS软件的智能网格划分技术,实现了对铸轧过程中熔池内部温度场、速度场及凝固过程的耦合模拟.分析了铸轧速度及浇注温度等主要工艺参数对熔池内流场、温度场和凝固终了点的影响规律.研究结果表明,随着浇注温度和铸轧速度的增加,熔池出口处的温度升高,凝固终了点向熔池出口处移动.通过对模拟结果的讨论,给出了适合镁合金薄带铸轧过程的工艺参数:浇注温度为640~660℃,铸轧速度为20~30 m/min.     

双辊连铸法制取3．0％Si硅多薄带的组织与性能

薄带连铸技术是目前冶金及材料领域的前沿高技术，硅钢被认为该技术中最有开发潜力的钢种之一。文中采用双辊法连铸工艺研制3.0%Si无取向硅钢薄带，研究了铸带坯组织特征及其冷轧退火后的组织转变。铸带随铸轧工艺和冷却工艺不同，表现为全等轴晶组织或中心为等轴晶，表层为柱状晶组织，铸后快速冷却有利于获得组织细小的铸带，提高冷却加工性能。铸带坯经冷轧及高温退火后，基体上出现不同于传统工艺的Fe3Si有序化相。经测试，双辊法研制的无取向硅钢磁性能达到传统生主方式的水平。     

AZ31镁合金急冷快速凝固条件下的枝晶生长

为了大幅度细化AZ31镁合金晶粒,改善其化学成分的均匀性,从而提高镁合金的力学性能,本文采用单辊甩带急冷快速凝固装置对AZ31镁合金进行快速凝固试验,综合采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析等方法分析合金在急冷条件下的组织特征,并进行冷却曲线的模拟,分析冷却速率对合金组织和结构的影响。结果表明,急冷快速凝固使AZ31镁合金的初生相形貌从粗大枝晶向细小等轴晶发生转变,晶粒发生明显细化,并提高了其力学性能。     

均匀化退火工艺对双辊铸轧3003Al带坯力学性能的影响

实验研究了不同均匀化退火工艺对双辊铸轧3003Al带坯力学性能的影响,结果表明,随着均匀化退火的温度升高及保温时间增长,3003Al带坯的抗拉强度降低、延伸率升高。在540oC/20h的退火制度下,3003Al带坯力学性能基本呈各向同性,同时其延伸率大于30%,有利于带坯的后续冷轧加工。     

铸轧速度对液态金属凝固行为的影响

双辊铸轧是一种高效制备金属薄板带坯的先进技术.在铸轧过程中,熔池内的液态金属受到强冷、熔体对流的影响;随着铸轧速度的提高,熔池深度向轧制方向延伸,熔池头部的金属熔体受到轧制压力的作用.作者采用双辊铸轧工艺,在实验室小型工业铸轧机上以不同的铸轧速度生产出2 mm和3 mm纯铝薄板带坯,通过对铝带坯凝固区的显微组织观察及熔池温度场特性的分析,对铸轧速度对液态金属的凝固行为的影响进行了研究.图2,参10.     

铸轧-轧制法制备镁合金薄板及其组织性能分析

采用自主设计的立式双辊铸轧机生产3～4 mm厚度的镁合金铸轧坯,观察并分析其微观组织,研究对铸轧坯采用不同温度轧制以制备镁合金薄板技术,并对薄板组织性能进行分析.结果表明：铸轧-温轧制（T=280℃）法制备的镁合金薄板表面质量与微观组织表现良好,力学性能出色,其最大抗拉强度达260 MPa,延伸率达11.5％;其一次拉深极限系数me=0.77,能够拉深出较为规范的杯体,具有一定的成形性.说明铸轧-温轧制法是制备镁合金薄板的一种较好途径.     

双辊薄带连铸温度场与凝固组织数值模拟研究

为了解决薄带连铸工业生产线调试过程中断带、铸带鼓包等问题,提高薄带连铸凝固组织表面质量,基于ProCAST有限元软件,建立双辊薄带连铸工艺的非稳态模型,对Q195凝固过程的温度场及凝固组织进行模拟,采用单一变量法,研究不同工艺参数,包括浇铸温度、拉坯速度、换热系数及熔池高度对凝固过程温度场与凝固组织的影响规律。结果表明,现有工况条件Q195钢双辊薄带连铸过程中在最优参数为浇铸温度1 590℃、拉坯速度为1.0 m/s、换热系数为2 000 W/(m²·K)、熔池高度为188 mm时,能够有效防止鼓包和断带,细化晶粒,提高薄带坯的质量。研究薄带凝固过程中的温度场、凝固组织及应力场的变化规律,对提高带材质量、推动薄带铸轧工艺国产化具有重要意义。     

铸轧-轧制法制备镁合金薄板及其组织性能分析

采用自主设计的立式双辊铸轧机生产3~4 mm厚度的镁合金铸轧坯,观察并分析其微观组织,研究对铸轧坯采用不同温度轧制以制备镁合金薄板技术,并对薄板组织性能进行分析。结果表明:铸轧-温轧制(T=280℃)法制备的镁合金薄板表面质量与微观组织表现良好,力学性能出色,其最大抗拉强度达260 MPa,延伸率达11.5%;其一次拉深极限系数m e=0.77,能够拉深出较为规范的杯体,具有一定的成形性。说明铸轧-温轧制法是制备镁合金薄板的一种较好途径。     

双辊连铸薄带凝固组织仿真模拟的微观模型

在研究双辊薄带连铸工艺凝固过程的基础上,运用金属凝固的基本原理并用现代计算机仿真技术建立了双辊连铸薄带凝固的形核、枝晶尖端的生长动力学、柱状晶向等轴晶生长的转变（CET）的解析模型及仿真模型,为双辊连铸薄带凝固组织形式的仿真模拟奠定了基础。     

双辊薄带连铸低碳微合金钢的铸态组织

采用双辊薄带连铸技术制备了低碳微合金钢薄带，利用OM，SEM和TEM对铸态凝固组织、室温组织、析出及位错进行观察和分析.结果表明:低碳微合金钢铸带的凝固组织中二次枝晶间距约为12~15μm，相对于传统厚板坯和薄板坯连铸，铸带组织得到了明显细化.铸带的原奥氏体晶粒尺寸比较粗大，约为250~410μm，其组织由魏氏铁素体、珠光体和不规则铁素体组成.铸带组织中存在纳米级TiC析出和短棒状的渗碳体.TiC析出没有被薄带连铸的凝固过程及二次冷却过程明显抑制.铸带组织由于铸轧力及二次冷却速率不均匀导致大量位错的产生.     

Kinetics of recrystallization for twin-roll casting AZ31 magnesium alloy during homogenization

The kinetics of recrystallization for twin-roll casting AZ31 magnesium alloy with different thicknesses during homogenization was analyzed. It is shown that fine grains are first formed at the boundaries of deformed bands in the twin-roll casting slab. The recrystallized grains with no strain are gradually substituted for the deformed microstructure of twin-roll casting AZ31 magnesium alloy. The incubation temperature and time for the recrystallization of a twin-roll casting AZ31 magnesium alloy strip with a thickness of 3 mm are lower and shorter than those of the 6-mm thick strip, respectively. The 3-mm thick twin-roll casting magnesium alloy has finer grains than the 6-mm thick strip. The activation energies of recrystallization for twin-roll casting AZ31 magnesium alloy slabs with the thickness of 3 and 6 mm are 88 and 69 kJ/mol, respectively. The kinetics curves of recrystallization for twin-roll casting AZ31 magnesium alloy were obtained.     

双辊薄带铸轧数值模拟研究现状及展望

由于铸轧过程复杂,工序高度凝聚且工艺参数间联系紧密,其中一些重要的现象无法通过现有实验条件进行测量,因此数值模拟方法成为探寻铸轧规律的一种有效方式,已经在有色金属以及钢铁铸轧领域得到广泛应用。本文对近年来采用数值模拟方法针对铸轧过程中熔池、铸辊、浇注布流系统、带坯组织及侧封板方面的研究应用工作进行了总结,并对电磁场、流场、温度场及应力、应变场等多物理场耦合计算的数值模拟技术在铸轧研究中的应用进行了展望。     

双辊薄带连铸铸辊材质及水冷结构分析

比较了不同成分铜合金的高温表面强度、抗拉强度,模拟冷却孔数量对热传导和温度场的影响规律.选用铬锆铜合金制成了双辊薄带连铸铸辊,在相同的工艺条件下分别采用合金钢铸辊和铬锆铜合金铸辊进行了高速钢双辊薄带连铸实验.结果表明:铬锆铜质铸辊的冷却能力较合金钢质铸辊提高60%,铜辊铸带中心层质量提高,裂纹减少;铜辊铸带的奥氏体晶粒度较钢辊铸带提高一级,凝固过程中析出的共晶碳化物也以颗粒状和鸡爪状为主,没有发现钢辊铸带中存在的半网状共晶碳化物.     

镁合金板带生产应用现状与发展前景

通过对目前镁合金板带的生产技术、工艺设备和产品应用现状等方面的描述,分析了其生产与应用的特点.同时,通过介绍镁合金板带生产工艺的开发现状,探讨了其发展趋势与前景,尤其是以热轧开坯进行卷式法生产的可能.     

5010H19铝合金百叶窗带材生产工艺研究

在5010合金范围内,根据百叶窗带材力学性能指标要求,分析了微量元素对合金力学性能的影响,合理地进行了Mg、Mn、Fe、Si元素含量的调整与匹配.从降本增效、提质降耗的角度出发,采用铸轧坯料进行生产工艺研究.通过工艺试验,研究了均匀化退火对0.12 mm百叶窗带材力学性能的影响,以及稳定化处理对0.12 mm百叶窗带材力学性能和剪切质量的影响,从而确定了合理的生产工艺,生产出符合标准、满足用户使用要求的百叶窗带材产品.     

双辊薄带铸轧熔池温度场的在线计算模型

合理简化双辊薄带铸轧的熔池换热边界条件,采用热平衡法推导出熔池温度场的计算模型.该模型考虑了浇铸温度、铸轧速度、辊缝、铸辊温度等工艺参数对熔池温度场的影响,其计算速度和计算精度能够满足实时在线控制要求.根据模型计算结果分析了影响熔池温度场的主要因素,得到了铸轧在线控制的深层规律,并在多次的铸轧实验中验证了模型的正确性.     

AZ31温轧过程变形区温度模拟

AZ31镁合金薄板温轧过程中引起变形区温度波动的因素较多,因此变形区温度的精确预测是保证轧制工艺及产品质量的关键.本文利用有限元数值模拟软件针对AZ31镁合金薄板温轧过程变形区温度进行了数值模拟,给出了轧辊及轧件的物性参数及模拟的初始条件和边界条件,确定了影响变形区温度的5个关键因素为轧辊温度、轧件温度、轧件厚度、轧制速度及压下率.通过5水平的模拟正交实验方法获取模拟数据,回归了变形区温度数学模型,最后通过一组温轧模拟实验数据测试了数学模型计算精度.     

双辊铸轧新型耐候带钢的研究

采用场发射电子探针显微分析仪、扫描电镜、光学显微镜以及恒温恒湿实验箱等研究手段,对双辊铸轧含磷铜低碳钢薄带进行了系统的分析.实验结果表明,铸轧薄带表面附近有富磷层形成,而基体中磷的浓度远低于薄带的名义磷含量.铸轧磷铜钢薄带经冷轧和退火处理后,具有较好的塑性,甚至当磷质量分数高达0.26%时,延伸率仍然在30%以上.同时,它的耐蚀性远优于通过传统工艺方法而获得的磷铜钢薄带,特别是当磷质量分数超过0.15%后,经过一定的腐蚀时间后,它的表面将会产生一层致密的磷化层保护膜,从而使其具有极强的耐蚀性.